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肺炎克雷伯菌感染患者中发现质粒介导的多粘菌素耐药性 

 


  由质粒介导的mcr-1基因编码的多粘菌素耐药性已经引起了全球广泛关注。欧洲多个研究团队从家畜、食品、患者分离到的大肠杆菌、沙门氏菌中检测到mcr-1基因阳性。
  近期,瑞士的Creus教授发现了一例从患者血液中分离到的多粘菌素耐药的肺炎克雷伯菌,但是并不携带mrc-1基因,这也为多粘菌素耐药机制研究提供了新思路。
华南农业大学刘健华教授团队发现了由质粒介导的mcr-1基因编码的多粘菌素耐药性,据Haenni M 团队及Malhorta-Kumar S团队称,这种耐药基因也能从奶牛和猪中筛选出来。目前,这种耐药性正在全球革兰阴性菌中扩散,这一现象令人震惊。除此之外,不携带典型mcr-1基因的多粘菌素耐药大肠杆菌出现,提示还存在其它(可传播的)多粘菌素耐药机制。
  巴塞尔大学和瑞士生物信息研究院的Creus教授团队就为我们展示了直接证据。
  2010年瑞士巴塞尔大学医院对一例由非mcr-1基因、质粒介导的多粘菌素耐药患者治疗失败。在最初美罗培南和哌拉西林-他唑巴坦治疗数天后,血培养中分离出了表达KPC-3基因的肺炎克雷伯菌,它对多种抗菌药物耐药,但对多粘菌素敏感(最低抑菌浓度MIC为0.25mg/L)。此后治疗改为静脉注射240万单位多粘菌素,一日两次。但18天后,第二份血液标本检出多粘菌素耐药菌(MIC为16mg/L)。
  联合使用Pacific Biosciences和Illumina MiSEQ测序仪对此耐药株做全基因分析,上传5.4mb的基因组(美国国家生物信息数据库NCBI参考序列为CP015822)和三个质粒(CP015823,CP015824,CP015825)。使用MiSEQ测序仪对多粘菌素敏感株测序,探得两个质粒,103kb(CP015824)和43kb(CP015825),包括氨苄西林耐药基因(KPC-3和SHV-1)。染色体中仅发现两个核苷酸被替换,导致了编码支链淀粉酶和DNA结合蛋白HU-β的氨基酸改变。
  尽管增加的重复和缺失基因片段提示发生了一些基因的重排和复制,但未检测到能够满意地解释多粘菌素耐药性改变的突变。这两个菌株间的主要基因差异可能解释为,多粘菌素耐药性携带于一个205kb、仅存在于耐药株的质粒(CP015823)。这个IncFllk相关质粒并不携带mcr-1基因,但是携带与金属离子转运、解毒作用、毒力以及耐药性有关的基因,包括链霉素腺苷转移酶。虽然序列分析发现了可能编码磷脂酶、酰基转移酶、组氨酸激酶等的基因,但未发现已有的脂多糖修饰的原因,如arnB的复制增加。
  该质粒与许多意大利和美国报道的质粒(包括NCBI参考序列CP010393.1, JX442974.1, CP007729.1, JN233704.1, CP009777.1, 以及CP006657.1)有超过99%的特征相同,它们本身不决定多粘菌素的耐药性。而该质粒与多粘菌素敏感株分离出的质粒相比,所有区域都有相同的特征,故尚不清楚新的耐药性决定簇如何被编码。
  总之,以上这些数据提示,多粘菌素耐药性取决于一个质粒相关的、未明确的、与mcr-1基因无关的机制,Creus教授团队担心这一耐药性可能在全球范围内悄悄传播。


来源:Plasmid-mediated colistin resistance in a patient infected with Klebsiella pneumoniae. Lancet Infect Dis. 2016 Sep;16(9):998-9. 
(转载SIFIC官微 2016.12.12)